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Von fest zu flüssig – wenn Edelmetalle schmelzen

In der Natur kommen nur wenige reine Metalle vor – beispielsweise Gold und Silber. Gebrauchsmetalle, unter anderem Eisen, muss man durch aufwendige Verfahren herstellen. Andere Metalle wie Rhodium und Platin haben ihr natürliches Vorkommen als Minerale oder können aus Erzen gewonnen werden. So ist es möglich Palladium aus Nickel- und Kupfererzen zu gewinnen.

Doch eins haben alle Metalle gemeinsam:
Sie sind Feststoffe. Feststoffe schmelzen an ihrem jeweiligen Schmelzpunkt. Dieser liegt, abhängig vom Stoff der geschmolzen werden soll, bei einer anderen Temperatur. Hierbei wird der Aggregatzustand von fest zu flüssig und am Siedepunkt sogar gasförmig. So verhält es sich auch bei Metallen, diese schmelzen je nach der chemischen Zusammensetzung bei unterschiedlichen Temperaturen.
Grob gesagt stehen die Atome bei kalten Metallen, die sich also unter ihrem Schmelzpunkt befinden, sehr eng nebeneinander. Im festen Aggregatzustand bilden die Atome eine Ordnung – wird das Metall allerdings erhitzt, so löst sich die Ordnung. Die Atome bewegen sich und das Metall schmilzt. Erst wenn es abkühlt kehrt der feste Zustand zurück.

Auch die klassischen Edelmetalle haben somit sehr verschiedene Schmelzpunkte:

Silber: 961,78°C

Gold: 1064,18°C

Palladium: 1554,9°C

Platin: 1768,3°C

Rhodium: 1964°C

Es gibt verschiedene Gründe, um Edelmetalle zu schmelzen
Zum einen kann man sie so in eine bestimmte Form bringen, beispielsweise in Barren oder Münzen. Zum anderen kann man so Begleitmaterialien eliminieren, da diese meist geringere Schmelz- und Siedepunkte haben und somit früher verdampfen. Es bleibt also das Edelmetall ohne Verunreinigungen übrig.  Zudem ist es in flüssigem Zustand möglich, verschiedene Metalle miteinander zu vermischen. Man erhält so unterschiedliche Legierungen mit verschiedenen Edelmetallanteilen – beispielsweise 585er Gelbgold, welches aus 58,5% Feingold, 20,8% Silber und 20,7% Kupfer besteht. Dieses Gold gibt es auch in rötlicher Färbung – den Farbton erreicht man, indem der Silberanteil verringert und der Kupferanteil erhöht wird. Weißgold wird durch die Zugabe von Palladium, Platin, Silber oder Nickel gemischt. Durch Legierungen lassen sich also unter anderem die Farben der Edelmetalle verändern. Die Goldanteile reichen vom 333er Gold, also 33,3% Gold, bis hin zum Feingold, welches aus 99,9% Gold besteht. Solche Abstufungen lassen sich bei jedem Edelmetall finden. Beispielsweise werden aus Sterlingsilber (925er Silber) Schmuck, Gebrauchsgegenstände oder Münzen hergestellt. 800er Silber lässt sich unter anderem in der Herstellung von Besteck finden.

Jedoch wird Gold auch in der Zahnmedizin verwendet. Hier gibt es verschiedene Dentallegierungen, denn Gold wird als Füll- oder Ersatzstoff für Zähne benutzt. Die Legierungen haben die Aufgabe dem Gold wichtige chemische und physikalische Eigenschaften zu verleihen, damit es beständig und gesundheitsverträglich bleibt. Der Goldanteil im Zahngold schwankt zwischen 40 und 85 Prozent.

Meist werden für Legierungen in sämtlichen Bereichen Silber, Kupfer, Platin, Palladium oder Nickel verwendet, jedoch gibt es auch Varianten mit anderen Elementen. Hierbei kommen Stoffe wie Zink oder Zinn in Frage.

Edelmetalle: Wozu werden sie verwendet?

Im Investmentbereich hat sich die große Bedeutung mancher Edelmetalle mittlerweile etabliert. Doch auch sonst sind sie aufgrund ihrer einzigartigen physikalischen und chemischen Eigenschaften nicht mehr wegzudenken. Neben ihrem materiellen Wert sind sie wärmeleitfähig, stromleitfähig, gut verformbar, hart und schwer – natürlich treffen die Eigenschaften je nach Metall mehr oder weniger zu.

Aufgrund dessen ergeben sich verschiedene Einsatzbereiche für Edelmetalle:

Gold
Gold gilt als Währungsform und dient als Investmentoption. Zudem findet sich das wertvolle Edelmetall in der Schmuckindustrie wieder – hier auch in Kombination mit anderen Metallen in Form von Legierungen. Aber auch in der Elektronik wird Gold verwendet, beispielsweise als Bonddraht. Diese hauchdünnen Golddrähte dienen als Verbindungen zwischen verschiedenen Komponenten eines Schaltkreises. Zudem findet man das wertvolle Edelmetall im zahntechnischen Bereich. Dentallegierungen für Zahnkronen und Brücken beinhalten sehr häufig Gold.

Silber
Wie Gold auch findet man Silber in der Schmuckindustrie und im Investmentsektor. Doch Silber hat aufgrund seiner antibakteriellen Wirkung auch einen hohen Stellenwert in der Medizin: Es ist in Desinfektionsmitteln vorhanden und wird zur Herstellung von chirurgischen Instrumenten verwendet. Auch bei Essbesteck macht man sich diese Eigenschaft zu Nutze. Im Bereich der Solarindustrie findet man Silber in Leiterpasten. Hier wird Silber vor allem für die antistatische Leitfähigkeit, die Wärmeleitfähigkeit, den Korrosionsschutz und den Schutz vor Verschleiß genutzt. In der Elektronik dient das Edelmetall als Kontakt in diversen Geräten und im chemischen Bereich als Katalysator, also als Stoff der Reaktionen herbeiführt und beeinflusst, selbst aber unverändert bleibt.

Platin
Platin wird zu Schmuck verarbeitet, ebenso dient es als Bestandsmaterial von Katalysatoren in der Automobilindustrie. Diese Katalysatoren filtern die Abgase des Autos, um die umweltfreundlicher zu machen. Neben Gold und Silber hat sich Platin als Investmentedelmetall durchgesetzt, wird aber auch in der Medizin beispielsweise bei der Chemotherapie verwendet. Genauer gesagt handelt es sich bei Cisplatin um ein Arzneimittel, das zur Hemmung von Zellwachstum eingesetzt wird und dieses Mittel enthält ein Platinatom. In der Chemie beinhalten Silikone das graue Edelmetall.

Palladium
Palladium ist genau wie Platin in Autokatalysatoren zu finden. Zudem wird es für Legierungen im Schmucksektor und im Dentalbereich verwendet. Es zählt auch als Investmentprodukt.

Rhodium
Rhodium findet sich in der Autoindustrie hauptsächlich in Katalysatoren, aber auch in Legierungen unter anderem in der Schmuckindustrie. Jedoch werden beispielsweise auch manche Spiegel mit Rhodium überzogen – vor allem Spiegel in der Zahnmedizin. Rhodium erreicht zwar nicht so eine starke Reflexion wie andere Metalle, die Beschichtung macht die Spiegel jedoch stabiler und schützt sie in extremeren Anwendungsbereichen.

Iridium
Iridium wird zur Herstellung von Zündkerzen in der Automobilindustrie verwendet. Auch Tiegel und Halbleiter in der Elektronik und Elektrochemie bestehen anteilig aus Iridium. Aber auch innerhalb der Fertigung von medizinischen Geräten, Uhren oder Kompassen findet Iridium Verwendung.

Osmium
Dieses Edelmetall dient hauptsächlich als Kontrastmittel, als Elektronikkontakt oder zur Härtung von Legierungen.

Ruthenium
Viele feuerfeste Keramikfarbstoffe bestehen anteilig aus Ruthenium. Aber auch in Katalysatoren, Festplatten und Kontakten ist das Edelmetall zu finden.

Im Alltag sind Edelmetalle also nicht mehr wegzudenken. Zwar sind sie oft nicht auf den ersten Blick erkennbar, doch jeder von uns nutzt täglich edelmetallhaltige Gegenstände.